飛機(jī)飛行操縱系統(tǒng)概述

飛行操縱系統(tǒng)是飛機(jī)上用來傳遞飛行員的操縱指令 ，進(jìn)而操縱飛機(jī)表面可動(dòng)翼面進(jìn)而改變飛機(jī)氣動(dòng)外形，從而實(shí)現(xiàn)飛機(jī)機(jī)動(dòng)，提升飛行性能和乘坐品質(zhì)。飛行操作系統(tǒng)包括主操縱系統(tǒng)和輔助操縱系統(tǒng) ，主操作系統(tǒng)包括橫側(cè)操縱，偏航操縱和俯仰操縱，可以操縱飛機(jī)繞機(jī)體坐標(biāo)系的三軸旋轉(zhuǎn)，從而改變或保持飛機(jī)的飛行姿態(tài)，保證飛機(jī)的可操作性和穩(wěn)定性。

飛機(jī)的三軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

飛機(jī)的輔助操縱系統(tǒng)包括配平操縱、增升裝置操控縱以及擾流板操縱。這三種操縱可以用來減小或消除飛行主操縱力，顯著改善飛機(jī)的低速性能，提高飛機(jī)的飛行性能。除此之外，飛行操縱系統(tǒng)還配有飛行警告系統(tǒng)，當(dāng)檢測(cè)到飛機(jī)失速、失控、低可操縱性或接近失控時(shí)會(huì)給予飛機(jī)駕駛員聲音和燈光警告，使飛行員脫離目前的飛行狀態(tài)，改善飛行姿態(tài)，保證飛機(jī)的飛行安全和性能。

飛行主操縱原理

飛行主操縱的基本原理是:操縱主操縱面旋轉(zhuǎn)，改變啟動(dòng)外形從而產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)方向的附加氣動(dòng)力，從而改變飛機(jī)的橫側(cè)、俯仰和偏航姿態(tài)。

飛行主操縱原理

飛機(jī)橫滾操縱：當(dāng)飛行員左右轉(zhuǎn)動(dòng)駕駛盤時(shí)，可以使飛機(jī)的左右副翼向上下不同方向偏轉(zhuǎn) ，從而改變左右機(jī)翼的升力，從而形成繞飛機(jī)縱軸的橫滾力矩，使飛機(jī)向兩側(cè)滾轉(zhuǎn)。

飛機(jī)橫滾示例

飛機(jī)俯仰操縱：飛行員前后推拉駕駛盤時(shí)可以操縱升降舵上下偏轉(zhuǎn)，向后流動(dòng)的空氣會(huì)在飛機(jī)尾翼處升降舵上形成一個(gè)附加氣動(dòng)力從而使飛機(jī)抬頭或低頭。

飛機(jī)俯仰示例

飛機(jī)偏航操縱：在駕駛艙內(nèi)，飛行員的腳部有一對(duì)腳蹬，左右蹬腳蹬可操縱方向舵左右偏轉(zhuǎn)，并在方向舵上產(chǎn)生附加氣動(dòng)力，從而推動(dòng)飛機(jī)尾部并使機(jī)頭產(chǎn)生水平方向上的偏轉(zhuǎn)。

飛機(jī)偏航示例

飛行主操縱力

飛行主操縱力是駕駛員在進(jìn)行對(duì)飛機(jī)的主操縱時(shí)是加在主操縱機(jī)構(gòu)上的力，例如：當(dāng)我們轉(zhuǎn)動(dòng)駕駛盤后，副翼會(huì)上下偏轉(zhuǎn)，但是從飛機(jī)正面向后流動(dòng)的空氣會(huì)在機(jī)翼表面造成一定的空氣動(dòng)力，從而使副翼回到中立位置，作用于機(jī)翼上的力隨翼面尺寸、飛行速度和翼偏角的增大而增大，且這個(gè)力會(huì)隨著傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)時(shí)傳回到駕駛艙內(nèi)的操縱機(jī)構(gòu)上，這時(shí)為了使機(jī)翼保持在偏轉(zhuǎn)位置，老實(shí)人必須在駕駛盤上施加相應(yīng)的主操縱力(P)。

主操縱力與樞軸力矩

飛行主操縱系統(tǒng)分為無助力機(jī)械式主操縱系統(tǒng)和助力式主操縱系統(tǒng)。無助力機(jī)械式主操縱系統(tǒng)適用于主操縱面尺寸小、飛行速度低的小型低速飛機(jī)（小于500km/h）。因上述因素 ，飛機(jī)主操縱面受到的氣動(dòng)載荷由鋼索、滑輪等機(jī)械結(jié)構(gòu)傳遞到駕駛艙內(nèi)的駕駛盤上，由于氣動(dòng)載荷較小，駕駛員的體力足以克服主操縱面的氣動(dòng)載荷來操縱飛機(jī)。大多數(shù)的通用飛機(jī)如TB20、塞斯納172、SR20等型號(hào)的飛機(jī)都采用無助力式主操縱系統(tǒng)，一些中型飛機(jī)的備用主操縱系統(tǒng)也采用這種形式。

塞斯納172

由于大型飛機(jī)的飛機(jī)尺寸和重量的增大，以及飛行速度的增加，必須借助其他外力來幫助飛行員對(duì)主操縱面進(jìn)行操控，現(xiàn)代民用運(yùn)輸機(jī)廣泛采用液壓助力式主操作系統(tǒng) ，是在無助力機(jī)械式主操縱系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了液壓助力器，進(jìn)而幫助飛行員控制飛機(jī)，為了使駕駛員能在主操動(dòng)機(jī)構(gòu)上獲得適當(dāng)?shù)牟倏v感覺力，設(shè)計(jì)師還在系統(tǒng)中增加了操縱力感覺裝置，為駕駛員提供人工模擬的操縱感覺。

飛機(jī)液壓裝置

以上是飛機(jī)的部分飛行操縱系統(tǒng)的介紹，現(xiàn)代飛機(jī)大都安裝了自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，例如第四代飛機(jī)空客A320,整機(jī)大多采用了電傳操縱系統(tǒng)，由飛機(jī)飛行計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制主操縱面，進(jìn)行飛行管理與導(dǎo)航，既能夠減輕駕駛員的工作壓力，還可以提升乘客的乘坐質(zhì)量，安全的飛往目的地 。

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